致密岩性油藏射孔工艺优选实验研究

2012-01-25 07:15李宽亮周国信王亚鹏
关键词:射孔南泥湾产率

李 平,李宽亮,周国信,王亚鹏,银 晓

(延长油田股份有限公司 南泥湾采油厂开发科,陕西 延安 716000)

射孔完井是目前比较重要的完井方式,也是增效的重要手段。但由于油藏类型的多样化及油田目前开发现状,使常规射孔的效率低下,甚至难以实施,因此,探索对射孔工艺的优化改造以提高射孔效率显得格外重要。合理的射孔完井工艺力求对地层伤害小,施工工艺简易,成本较低,井眼安全可靠。大量的试验中得知,影响油井产能的射孔参数主要有孔深、相位角、孔密、孔径[1],选择合理有效的射孔参数对提高油井产能至关重要。本篇论文报道了通过现场实验对射孔工艺的优选,优化出适合本油田研究区块的射孔参数组合。

1 常规射孔存在的不足

据南泥湾常规射孔投产后的生产数据,发现油井产量较低,可能由于以下射孔中存在的主要问题造成的。

①钻井液、完井液以及射孔液对储层的伤害;

②射孔参数的选取不利于产层释放最大程度的产能;

③延长组压裂投产,未考虑射孔与压裂联作;

④对储层物性岩性认识不清,造成储层破坏。

2 射孔参数敏感性分析

我们选择了部分区块进行实验性研究,目前研究区块生产钻井的技术套管为φ139.7 mm,常使用89、102的射孔枪型。与此相匹配的射孔弹型主要有102、127、1 m弹。因此根据以上射孔枪弹对其进行了孔深、相位角、孔径、孔密的敏感性分析,从而优选出最佳孔深、相位角、孔径、孔密。

2.1 孔深敏感性分析

根据孔深敏感性曲线(图1)可以看出,随孔深的增加,产率比也不断增大。在射孔深度未穿透污染带时,产率比增加幅度较大,当射孔深度穿透污染带时,产率比增加趋势大幅度提高。当孔密不变时,增加射孔深度,产率比增加的幅度很明显;当孔深不变,增大孔密,尤其是当孔深达到250 mm以上,孔密超过20孔/m时,产率比增加的幅度已经很小了。

2.2 相位角敏感性分析

从相位角敏感性曲线(图2)可以看出,不同相位角对油井的产能影响较大,60°相位角和90°相位角在孔深增大的同时产率比也在增大,但到孔深大于0.2m的时候,两者的差距拉开,60°相位角比90°相位角增长的幅度变大,产率比最大。很明显,60°相位角效果要优于90°相位角。

2.3 孔径敏感性分析

由孔径敏感性分析曲线(图3)可以看出,产率比随孔径的增大而增大。在相同的射孔枪弹组合下,孔径不超过0.01 m情况下,60°相位角比90°相位角产率比低;孔径超过0.01 m情况下,60°相位角比90°相位角产率比高。当孔径不变时,孔密与产率比才会正相关。

2.4 孔密敏感性分析

由孔密敏感性曲线(图4)可以看出,油井产率比随孔密的增加而增大,在孔密小于20孔/米时,相同的孔密60°相位角比90°相位角产率比高,在孔密大于20孔/米时,60°相位角比90°相位角产率比低。但是从套管的安全性考虑,不建议再将孔密加大,在安全范围之内,应尽量加大孔密以获得更高的产能。

3 射孔枪弹优选

南泥湾研究区块使用的是φ139.7 mm技术套管,根据现场实际应用情况,选择该套管常用的射孔枪型,即89、102型射孔枪。与此相匹配的射孔弹为89、102、127、1 m 弹。我们对89与102型射孔枪及相应射孔弹性能参数进行了优选实验(见表1)。

图1 孔深与产率比敏感性分析

图2 相位角与产率比敏感性分析

图3 孔径与产率比敏感性分析

图4 孔密与产率比敏感性分析

表1 射孔弹性能参数表

从表中可以看出,102射孔枪的外径比89枪的外径大,并且穿深较深,可以有效穿透地层污染带。就射孔孔径而言,不光影响压裂施工的注入压力,而且直接影响支撑剂的尺寸和浓度,压裂的支撑剂粒径在0.45 mm-0.9 mm之间,当孔径是支撑剂粒径的8到10倍最好,可以增大支撑剂浓度且不会发生桥堵[2]。故从避免桥堵危险的角度考虑,射孔时的孔径应大于10 mm为优。从而建议射孔枪型选择102型射孔枪,射孔弹选取127型射孔弹进行高性能深穿透射孔作业。

4 射孔参数组合优化

根据油层基础数据以及现场实际情况,选择孔密13、16、20 孔/米,相位角60°、90°。利用射孔优化设计软件进行南泥湾长4+5、长6段的射孔参数组合优化计算(表2),选择出产率比最大的射孔参数组合。

表2 南泥湾研究区射孔参数计算结果表

根据射孔参数计算结果表明,南泥湾研究区块油层采用102枪127弹在20孔/m,孔深253 mm,相位角60°时,产率比最大。兼顾与压裂协同效应,推荐采用该射孔枪弹组合。

5 结论

研究表明孔深、孔密、孔径、相位角大小对产率比影响很大,产率比随孔深、孔密、孔径增加而增加,但是当孔密达到20孔/m、孔深达到250 mm时,产率增加的幅度已经很小。60°相位角产率比优于90°相位角产率。对于南泥湾致密岩性油藏,建议选择102枪127弹,20孔/m,孔深253 mm,相位角60°,方可获得最大产率比。

[1]李根生,牛继磊,刘泽凯,等.水力喷砂射孔机理实验研究[J].石油大学学报,2002,26(2):32-33.

[2]许彬,熊友明,张自印,等.负压射孔参数优化设计[J].重庆科技学院学报,2010,12(3):67-68.

[3]牛超群,张玉金,李振方,等.油气井完井射孔技术[M].北京:石油工业出版社,1994:104-119.

[4]万仁溥,现代完井工程(第二版)[M],北京:石油工业出版社,2005:124-134.

猜你喜欢
射孔南泥湾产率
三级装药多脉冲射孔技术
逆水气变换化工流程热力学优化
农耕劳作磨毅力 南泥湾精神记心中
污水厂污泥产率随季节变化研究
生物质棉秆制备活性炭的试验研究
CeCl3和CeO2对松木屑的催化热解作用研究
非常规油气井多级射孔参数优化
射孔器地面穿混凝土靶试验用装配液压钳的创新与应用
南泥湾开荒志